4.1.8.1. Conexión de los dispositivos del Sistema al PLC
En la siguiente figura se muestra un esquema de los diferentes elementos conectados al PLC con el cable antes indicado.
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Mario Mendoza Castro. Lorena Peralta Gonzales.
4.1.8.1.1. Control de Temperatura y tiempos de reposo
Conexión del sensor de temperatura
El sensor PT100 con transmisor (4-20mA) se conectará directamente a una entrada analógica del PLC y enviará constantemente información de la temperatura del mosto que será interpretada por el mismo y enviará, a su vez, las órdenes a la válvula proporcional.
Conexión de la válvula proporcional
La válvula se conectará a una salida analógica de 4-20mA de PLC según la hoja de datos del fabricante, además actuará gradualmente de acuerdo a las necesidades de temperatura deseadas según el control difuso por medio del PLC, de esta manera se obtendrá el correcto control de la misma.
4.1.8.1.2. Control de agitación del Mosto.
Conexión del Contactor K1
Irá conectado a una salida digital del PLC quien le indicará su activación o desactivación cada tiempo predeterminado. Según esta orden, el contactor activara o desactivará a su vez al motorreductor generándose agitaciones periódicas del/al mosto.
Conexión del Motorreductor
El motorreductor irá conectado directamente al contactor K1 y al relé térmico R1 mediante cable de conexión AWG n°12, controlará la agitación del mosto para uniformizar la temperatura del mismo.
Conexión del relé térmico R1
El relé térmico irá conectado a las entradas digitales NO del PLC mediante cable de conexión AWG n°16, se encargará de proteger el motorreductor de sobretensiones y mandará una señal de aviso al PLC , el cual detendrá el proceso.
4.1.8.1.3. Control de la bomba de Recirculación
Conexión del Contactor K2 y K3
Al igual que el contactor K1, irán conectados a dos salidas digitales del PLC que les indicará cuándo activar o desactivar la bomba centrífuga para la recirculación del mosto.
4.1.8.2. Asignación de entradas y salidas del PLC
La configuración del PLC define qué módulos I/O serán utilizados, qué tipos de señales de I/O han sido conectadas y dónde estarán localizados los módulos. Las posiciones de los módulos determinan las direcciones y las I/O que serán usadas en el programa de control. Durante la configuración del sistema, se debería considerar lo siguiente: expansiones futuras, módulos especiales de I/O y la colocación de interfaces para la alimentación de los dispositivos.
La asignación de entradas y salidas es uno de los procedimientos más importantes que ocurre durante las etapas de organización del programa y de implementación.
La tabla 4.2 que a continuación se muestra especifica qué entradas y salidas del PLC corresponden a cada elemento del sistema de control, así como la descripción del mismo. PLC I/O DESCRIPCIÓN EN TRAD AS DIGITALES
I0.0 Botón START, pulsador NA. Inicia el proceso.
I0.1 Botón STOP, pulsador NC. Realiza el paro general del proceso. I0.2 Botón MANUAL para iniciar el proceso manualmente.
I0.3 Botón AUTO para iniciar el proceso en modo automático. I0.4 Botón RECIR para la bomba de recirculación manual del mosto. I0.5 Botón MOTOR para el motorreductor de agitación manual del mosto. I0.6 Entrada para el contacto auxiliar NA del relé térmico R1 (Bomba centrífuga). I0.7 Entrada para el contacto auxiliar NA del relé térmico R2 (Motorreductor). I1.0 Botón para el pulsador NC de parada de emergencia.
ANALÓGICAS A0.0 Entrada para el sensor de temperatura.
A0.1 Entrada para el potenciómetro de regulación de flama en modo manual.
SA
LIDAS DIGITALES
Q0.0 Salida para lámpara de botón "START" accionado. Q0.1 Salida para lámpara de boton "STOP" accionado. Q0.2 Salida para lámpara de boton "EMERG" accionado. Q0.3 Salida para lampara de boton "MANUAL" accionado. Q0.4 Salida para lampara de boton "AUTO" accionado. Q0.5 Salida para el contacto auxiliar de contactor "K1". Q0.6 Salida para el contacto auxiliar NA del contactor "K2". ANALÓGICAS AO0.0 Salida analógica para la válvula proporcional.
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4.1.8.3. Diagramas de Flujo del Programa
Un diagrama de flujo es una representación pictórica que registra, analiza, y comunica información, así como también describe el proceso operacional en una manera secuencial. Cada paso en la gráfica realiza una operación, ya sea una entrada/salida, decisión, o un proceso de datos.
A continuación se presentan los diagramas de flujo del programa que explican las rutinas y subrutinas que han de desarrollarse para que le control del proceso sea el más eficiente.
Imagen 4. 30. Diagrama de flujo del proceso
Imagen 4. 32. Diagrama de flujo del modo automático NOTA
START_A hace referencia al pulsador NA del modo de Inicio Automático
En el modo de trabajo automático, se controlan las temperaturas a 45°C durante 30 minutos, luego a 54°C, 61°C y 71°C por otros 30 minutos cada una y finalmente a 77°C por 15 minutos.
Simultáneamente, el PLC activa el contactor K1 para agitar el mosto por 3 minutos y luego lo desactiva por otros 5 minutos; hace esto hasta que el mosto haya logrado la temperatura de 77°C durante 15 minutos.
Una vez que ha terminado con el control de temperatura, la agitación cesa y da paso a la recirculación del mosto que se efectuará mediante una bomba centrífuga. Una vez que ésta recibe el mosto, lo bombea y deja caer por la parte superior de la paila; hace esto 3 veces. Luego de esto el proceso llega a su fin.
En el modo manual, el control de la temperatura lo realiza el mismo operador mediante un potenciómetro o teclado directo del HMI del PLC con el que variará la intensidad de flama y, por ende, la temperatura del mosto.
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Imagen 4. 33. Diagrama de flujo de Control de Temperatura
NOTAS
“Valv” hace referencia a la válvula proporcional que se utilizará para aumentar o disminuir la flama de la hornilla.
“t0, t1 y t2” son temporizadores de 30 minutos en que debe permanecer constante la temperatura determinada.
“t3” es un temporizador de 15 minutos en los que la temperatura de 77 debe permanecer constante.
RECIRC es una variable tipo bandera que, una vez terminado el control de temperatura, es activada para dar paso a la recirculación del mosto.
Imagen 4. 34. Diagrama de flujo de Agitación del mosto NOTA
RECIRC hace referencia a una variable tipo bandera que indicará el inicio del ciclo de recirculación del mosto en el modo automático y/o manual, cabe recalcar que esta variable empieza desactivada y se
activa una vez que el mosto ha alcanzado su temperatura máxima.
Imagen 4. 35. Diagrama de flujo de recirculación NOTA
RECIRC es una variable tipo bandera que indica que se inicia la recirculación de mosto. K2 es el contactor de la bomba centrífuga para la recirculación.
CONT1 es un contador interno del PLC utilizado para que contabilice 3 recirculaciones del mosto en el modo automático.